JP2953048B2 - 磁気記録再生装置の回転ヘッド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、主に映像信号を磁気テープに記録（または
再生）する磁気記録再生装置（以下VTRと称する。）の
回転ヘッド装置に関する。

従来の技術 近年VTRは高画質化が進行し、例えばNTSC映像信号の
２倍の水平走査線を有する高品位VTRやNTSC映像信号をA
/D変換して磁気テープにデジタル記録するデジタルVTR
の提案がなされている。

これらの高品位VTRやデジタルVTRでは、従来のVTRに
比較して高周波信号を記録，再生する必要があり、内蔵
される回転ヘッドは従来のVTRに対して３倍程度の高速
回転が要求される。以下、従来例の高速回転型VTRにつ
いて図面を用いて記述する。

第４図は従来例の回転ヘッド装置の断面図を示し、１
は回転ヘッドで、磁気テープ（図示せず）から記録信号
を再生可能である。２はヘッドベースで先端に回転ヘッ
ド１を接着固定し、ビス３で回転ドラム４の下端に固定
されている。５は固定下ドラムを示し、外周面には巻回
される磁気テープの走行高さ位置をヘリカル状に案内す
るテープリード5a及び磁気テープ接触走行面5bが設けら
れている。次に、６は回転ディスクで、中心部の回転軸
７に固定され、軸受け8,8′に支持されて回転自在であ
る。９は回転軸７の下端部にビス10で締め付け固定され
たスラスト止め具、11はスラスト止め具９にビス12で締
め付け固定された電動機のロータ、13は電動機のロータ
11に接着固定されたマグネット、14は電動機のステータ
コイルで、通電すればロータ11に回転力が発生する。15
は回転ディスク６と軸受け８との間のスペーサ、16は回
転ドラム４を回転ディスク６に締め付け固定するビス、
17は回転ディスク６の下方部に接着固定された回転トラ
ンスの一次側コアーで、回転ヘッド１及び回転ヘッド１
に対して180゜離間して設けられた回転ヘッド１′（図
示せず）のそれぞれに記録（又は再生）信号の伝達を行
う一次巻線が溝部に設けられている。18は回転トランス
の一次側コアー17に対向して固定下ドラム５の内部に接
着固定された回転トランスの二次側コアーで、溝部には
二次巻線が設けられている。19はスペーサ20を介してビ
ス21で回転ディスク６の上端部に締め付け固定されたス
リップリング取り付け具、22はスリップリングの電極2
3,24,23e,24eを絶縁保持するスリップリング保持具で、
スリップリング取り付け具19に接着固定されている。2
5,26,25e,26eはスリップリングの電極23,24,23e,24eに
対応して接触しているブラシ、27はブラシ25,26,25e,26
eを絶縁保持するブラシ保持具で、VTR本体のブラシ取り
付け板28に接着固定されている。29はビス30で回転ドラ
ム４の上方部に固定された回路基板、31は回路基板29に
構成された前置増幅手段で、回転ヘッド1,1′からの再
生信号を個々に増幅して、回転トランスの一次側コアー
17の一次巻線に加わる。

次に第５図は従来例の回転ヘッド装置が内蔵されたVT
Rの要部平面図を示す。

32は磁気テープで、テープガイド33,消去ヘッド34,テ
ープガイド35,回転ヘッド1,1′が内蔵された回転ドラム
４と固定下ドラム５とで構成された回転ヘッド装置、テ
ープガイド36,オーディオ・コントロールヘッド37,キャ
プスタン38のそれぞれに案内され、テープ走行パスを形
成する。39はピンチローラを示す。

次に第４図，第５図の従来例の動作は、VTRを記録状
態にすれば、14の電動機ステータコイルが通電されて、
ロータ13に回転力が発生し、ロータ13にされたスラスト
止め具9,回転軸7,回転ディスク6,回転トランスの一次側
コアー17,回転ドラム4,回転ヘッド1,1′等の回転軸に固
定された部分が矢印40方向に回転する。続いて、キャプ
スタン38を回転させ、これに磁気テープ32を挟んでピン
チローラ39を押圧すれば、キャプスタン38とピンチロー
ラ39の共働作用で磁気テープ32が矢印41方向に走行開始
する。そして、回転トランスを通じて記録信号を回転ヘ
ッド1,1′に加えれば、磁気テープに新規な磁化トラッ
クが形成される。また、VTRが再生状態に至れば、スリ
ップリングの電極23,24に対して接触しているブラシ25,
26を通じて前置増幅手段31に＋VccとGNDの電源が供給さ
れ、前置増幅手段31が動作状態に至り、回転ヘッド1,
1′からの再生信号を個々に増幅して、回転トランスの
一次側コアー17の一次巻線に加わり、これに対応した二
次側コアー18の二次巻線に出力し、後続の信号処理回路
に加わる。

発明が解決しようとする課題 以上、記述した従来例の高速回転型VTRでは、巻回さ
れている磁気テープ32の回転ドラム外周面からの浮上量
が第５図の矢印36bに示す回転ドラム４と磁気テープ32
との接触終了部に対して矢印35aに示す回転ドラム４と
磁気テープ32との接触開始部で増加することになる。こ
の原因は、回転ドラムの回転速度が通常のVTR1800rpmに
対して３倍の5400rpm程度に増大している理由で、回転
ドラム外周面周辺での移動空気層が増加し、回転ドラム
外周面と磁気テープとの接触開始部（第５図の矢印35a
に示す。）に流入することにある。そして、回転ドラム
４と磁気テープ32との接触開始部での回転ヘッド1,1′
と磁気テープ32との接触状態は流入した移動空気層によ
って磁気テープ32の浮上量が増加し、第６図に示す如
く、回転ヘッド1,1′の突出量１と磁気テープ32の浮上
量fiとの差が減少することになる。回転ドラムに巻回さ
れている磁気テープ32は固定下ドラムのテープリードで
走行高さ位置がヘリカル状に規制されているから、磁気
テープ32の巻回位置が進行するに伴って回転ドラム外周
面に対する磁気テープ32の割合が減少し、磁気テープ32
と回転ドラム外周面との間の移動空気層も減少するか
ら、磁気テープ32の浮上量が減少することになる。

従って、回転ドラム４と磁気テープ32との接触終了部
での回転ヘッド1,1′と磁気テープ32との接触状態は第
７図に示す如く、回転ヘッド1,1′の突出量１と磁気テ
ープ32の浮上量foとの差が増加することになる。

その結果、第８図の実線42に示す如く、回転ヘッド1,
1′と磁気テープ32との接触圧力は回転ドラム４と磁気
テープ32との接触終了部で増加することになり、これが
回転ヘッド1,1′の摩耗を早めるとともにVTRの耐久性を
低下させる問題点があった。

この問題点を解決する手段としては磁気テープ32のテ
ープテンションを増大させ、第６図に示す回転ドラム４
の外周面4aからの磁気テープ32の浮上量を減少させる対
策が考えられるが、磁気テープ32のテープテンションを
増加させれば、回転ヘッド1,1′との接触圧力もさらに
増加し、磁気テープ32の磨耗を早める等の新規な問題点
発生に至っていた。

本発明は、従来の問題点を除去し、磁気テープのテン
ションを増加することなく回転ヘッドと磁気テープとの
接触圧力を安定状態に至らし、信頼性の高い回転ヘッド
装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明の回転ヘッド装置
は、磁気テープに信号記録（または再生）する回転ヘッ
ドと、磁気テープを巻回する外周面の回転方向に、凹状
の環状溝を配設した回転ドラムと、回転ドラムに配設さ
れた凹状の環状溝の断面積を減少させる如く配設された
複数の環状溝断面積減少部材と、回転ドラムに巻回され
た磁気テープの走行高さ位置をヘリカル状に規制するテ
ープリードを有する固定下ドラムとで構成され、凹状の
環状溝に配設された複数の環状溝断面積減少部材の間に
臨んで、先端が回転ドラムの外周面に対して内側に位置
する如く回転ヘッドを配設した構成を有している。

作用 本発明は、前述の構成であるから、VTR動作状態にお
いて、磁気テープは回転している回転ドラムの磁気テー
プ巻回外周面に巻回され、固定下ドラムのテープリード
で高さ位置が規制されて走行開始する。

回転ドラムの磁気テープ巻回外周面に配設された凹状
の環状溝とその外側に巻回される磁気テープとの隙間
は、複数の環状溝断面積減少部材の外側で減少し、回転
ヘッドが配設されている複数の環状溝断面積減少部材の
間の外側で拡大する。そして、回転ドラムの磁気テープ
巻回外周面周辺の移動空気層は、その一部が凹状の環状
溝部と磁気テープとの隙間を通過することになる。

凹状の環状溝部と磁気テープとの隙間を通過する移動
空気層は、磁気テープとの隙間が減少した複数の環状溝
断面積減少部材の外側に続いて、回転ヘッドが配設さ
れ、磁気テープとの隙間が拡大している複数の環状溝断
面積減少部材の間に至り、この部分で磁気テープとの隙
間拡大に伴う負圧が発生し、磁気テープの外側に大気に
対して圧力低下することになる。この結果、凹状の環状
溝部外側に巻回されている磁気テープは複数の環状溝断
面積減少部材の間で、環状溝の底面側に変形することに
なり、複数の環状溝断面積減少部材の間の凹状の環状溝
に臨んで、先端が回転ドラムの外周面に対して内側に位
置する如く配設された回転ヘッドと磁気テープとが安定
接触し、磁気テープ巻回開始部から磁気テープ巻回終了
部に至る回転ヘッドと磁気テープとの接触圧力が安定す
るように作用する。

実 施 例 以下、本発明による回転ヘッド装置の一実施例を第１
図〜第３図及び第８図を用いて説明する。なお、第４図
〜第８図の従来例と同一番号，同一符号で本発明と直接
関係し無い部分は、重複説明を省略する。

第２図は本発明による一実施例の回転ヘッド装置の側
面図を示し、43は環状の回転ドラムで、外側に磁気テー
プを巻回案内する第１の磁気テープ巻回外周面43aが構
成されている。44は第１の磁気テープ巻回外周面43aの
下側に設けられ、回転ドラム43とともに回転する環状体
を示す。環状体44の下端部には回転ドラム43の第１の磁
気テープ巻回外周面43aの外径Duとほぼ同一外径に構成
され、外側に磁気テープを巻回案内する第２の磁気テー
プ巻回外周面44aが設けられている。

44bは第１の磁気テープ巻回外周面43aと第２の磁気テ
ープ巻回外周面44aとの間に幅広構成された第１の凹状
の環状溝を示す。45,46は第１の凹状の環状溝44bの断面
積を回転ヘッド１の近傍で減少させるように第１の凹状
の環状溝44bの側面及び底面に密着して構成された凹状
の環状溝断面積減少部材を示す。回転ヘッド１に対して
180゜離間配置された回転ヘッド１′（図示せず。）の
近傍にも同様に凹状の環状溝断面積減少部材45,46に対
して180゜離間して凹状の環状溝断面積減少部材45′,4
6′（図示せず。）が配置されている。47及び47に対し
て180゜離間配置された47′（図示せず。）のそれぞれ
は回転ヘッド1,1′を臨設配置するための回転ヘッド臨
設窓を示し、第１の凹状の環状溝を凹状の環状溝断面積
減少部材45と46との間及び180゜離間配置された45′と4
6′との間でそれぞれ間仕切りして構成されている。48
は磁気テープ巻回外周面43aの上側に設けられた第２の
環状溝を示す。49は固定下ドラムで、下側に磁気テープ
の走行高さ位置をヘリカル状に規制するテープリード50
と回転ドラム43の第１の磁気テープ巻回外周面43aの直
径Duに対してやや小径の磁気テープ接触走行面51が構成
されている。固定下ドラム49のテープリード50は図示の
如く、回転ドラム43に巻回される磁気テープ32の巻回途
中から磁気テープ32の下側エッジに当接して、磁気テー
プ32の走行高さ位置を規制する。テープガイド35から回
転ドラム43に至る磁気テープ巻回開始部分における磁気
テープ32は図示の如く、磁気テープ32の下側エッジ部32
aが環状体44に設けられた第２の磁気テープ巻回外周面4
4aに巻回案内される。また、回転ドラム43からテープガ
イド36に至る磁気テープ巻回終了部分における磁気テー
プ32の上側エッジ部32bは第１の凹状の環状溝44bと第２
の環状溝48との間の磁気テープ巻回外周面43aに巻回案
内される。52は固定下ドラム49の低部に構成され、回転
ドラム43に回転を与えるモータを示す。53,53′はヘッ
ドベースを示し、先端に回転ヘッド1,1′が接着固定さ
れている。回転ヘッド1,1′の先端は回転ドラム43の第
１の磁気テープ巻回外周面43aに対して内側に位置する
ように配置されている。

第１図は本発明による一実施例の回転ヘッド装置に18
0゜離間配置された凹状の環状溝断面積減少部材と回転
ヘッドとの構成を示す平面拡大図を示し、第３図は本発
明による一実施例の回転ヘッド装置の回転ヘッド部の断
面図を示し、次に第１図，第３図を用いて説明する。44
cは環状体44に構成された第１の凹状の環状溝44bの低面
を示す。45a,46bは凹状の環状溝断面積減少部材45,46の
外周面を示し、それぞれの外径Di及びDoは第２の磁気テ
ープ巻回外周面44aの外径DUに対して数10μｍ小径に設
定されている。凹状の環状溝断面積減少部材45,46の上
平面45t,46tは第３図に示す如く、回転ドラム43の下側
低面43bに密着される構成である。

54はヘッドベース53を環状体44に締め付け固定するビ
ス、55a,55bは凹状の環状溝断面積減少部材45,46を環状
体44に締め付け固定するビス、56,57は回転ヘッド１に
対向して凹状の環状溝断面積減少部材45,46にそれぞれ
配置されたビス55a,55bの締め付け案内面を示す。

凹状の環状溝断面積減少部材45,46の内周側は図示の
如く第１の凹状の環状溝44bの低面44cに密着して構成さ
れている。従って回転ヘッド臨設窓47は第１の凹状の環
状溝44bを凹状の環状溝断面積減少部材45,46で間仕切り
されている。そして、回転ヘッド１は回転ヘッド臨設窓
47のほぼ中間に配置され、回転ヘッド１の先端部は第３
図に示す如く、回転ドラム43の第１の磁気テープ巻回外
周面43aに対して距離Io内側に構成されている。

次に第３図の43e,44eは第１の磁気テープ巻回外周面4
3aの下端及び第２の磁気テープ巻回外周面44aの上端に
それぞれ構成された面取り部を示す。

58は環状体44を回転ドラム43の下側低面43bに締め付
け固定するビスを示す。

次に、本発明一実施例における回転ヘッド装置の動作
を第１図−第３図を用いて説明する。

VTRの記録または再生モードにおいて、モータ52を通
電し、回転ドラム43を第１図の矢印40方向に回転させ
る。続いて磁気テープ32を回転ヘッド装置に巻回し、走
行開始させれば、第２図の一点破線で示す如く磁気テー
プ32は上側がテープガイド35,36それぞれのリミッタ
に、下側は固定下ドラム49のテープリード50に走行高さ
位置が規制されることになる。

回転している回転ドラム43の第１の磁気テープ巻回外
周面43a及び環状体44の第２の磁気テープ巻回外周面44a
周辺には回転に伴う移動空気層が発生し、磁気テープ巻
回開始部の磁気テープ巻回外周面と磁気テープとの隙間
に流入する。そして、磁気テープ巻回外周面と磁気テー
プとの隙間に流入した移動空気層は、その一部が凹状の
環状溝部44bと磁気テープ32との隙間を通過することに
なる。

凹状の環状溝部44bと磁気テープ32との隙間を通過す
る移動空気層は、第１図の矢印59に示す如く、磁気テー
プ32との隙間が減少している凹状の環状溝断面積減少部
材45の外側に続いて、矢印60に示す如く、回転ヘッド臨
設窓47に移動する。回転ヘッド臨設窓47では磁気テープ
32との隙間が拡大しているから、流入した移動空気層
は、この部分で隙間拡大に伴う負圧Piが発生し、磁気テ
ープ32の外側の大気圧Poに対して圧力低下することにな
る。この結果、凹状の環状溝44bの外側に巻回されてい
る磁気テープは回転ヘッド臨設窓47部で環状溝の底面44
c方向に変形することになり、回転ヘッド臨設窓47のほ
ぼ中間部に配設された回転ヘッド１と磁気テープ32とが
接触し、磁気テープ32は回転ヘッド１に対して第１図の
破線61,62に示す如く変形する。

回転ヘッド臨設窓47における磁気テープ32の変形量は
第１の凹状の環状溝44bの溝幅ｗと溝深さｇで示される
断面積によって決定される。本発明一実施例では磁気テ
ープ32と回転ヘッド１との接触が隙間の無い安定状態に
至る如く、第３図の第１の磁気テープ巻回外周面43aと
回転ヘッド１の先端部との距離1oや凹状の環状溝断面積
減少部材45,46の外周面45a,46aの直径が設定されてい
る。

以上説明した本発明一実施例では第２図に示す如く、
磁気テープの巻回開始部から巻回終了部に至る間におい
て、凹状の環状溝部44bの外周側に磁気テープ32が巻回
しているから、磁気テープ32と回転ヘッド１との接触が
安定状態になる。従って、回転ヘッド1,1′と磁気テー
プ32との接触圧力は第８図の一点破線63に示す如く、磁
気テープの巻回開始部から巻回終了部に至る間におい
て、変化が小さく安定状態に至る。

以上、記述した本発明一実施例の回転ヘッド装置で
は、回転ドラムに回転ヘッドが固定され、一体回転する
構成であるが、本発明は中間部の回転ドラムに凹状の環
状溝を設けて、回転ヘッドを配置する構成の中間ドラム
回転型の回転ヘッド装置や薄型磁気テープを使用する高
密度記録型回転ヘッド装置に適用しても同様に作用す
る。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、回転ドラムの磁
気テープ巻回外周面に幅広の凹状の環状溝を設け、この
環状溝に複数の環状溝断面積減少部材を設けるととも
に、移動空気層の一部を凹状の環状溝と巻回案内された
磁気テープとの隙間に流入させ、複数の環状溝断面積減
少部材の間に配設された回転ヘッド臨設窓で磁気テープ
との隙間拡大に伴う負圧を発生させ、先端が回転ドラム
外周面の内側に位置する回転ヘッドに磁気テープを接触
させる構成であるから、磁気テープの巻回開始部から巻
回終了部に至る間の回転ヘッドと磁気テープとの接触圧
力を安定状態にすることが可能になる。従って、回転ヘ
ッドや磁気テープの磨耗が減少することになり、VTRの
信頼性向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の回転ヘッド装置に180
゜離間配置された凹状の環状溝断面積減少部材と回転ヘ
ッドとの構成を示す平面拡大図、第２図は同回転ヘッド
装置の側面図、第３図は同回転ヘッド装置の回転ヘッド
部の断面図、第４図は従来例の回転ヘッド装置の断面
図、第５図は同回転ヘッド装置が内蔵されたVTRの要部
平面図、第６図は同磁気テープ巻回開始部における回転
ヘッドと磁気テープとの接触状態図、第７図は同磁気テ
ープ巻回終了部における回転ヘッドと磁気テープとの接
触状態図、第８図は回転ヘッドと磁気テープとの接触圧
力の関係を示す特性図である。 １……回転ヘッド、32……磁気テープ、43……回転ドラ
ム、44a……第２の磁気テープ巻回外周面、44b……第１
の凹状の環状溝、45,46……凹状の環状溝断面積減少部
材、45a,46a……凹状の環状溝断面積減少部材の外周
面、47……回転ヘッド臨設窓、53……ヘッドベース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/53 G11B 15/61

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気テープに信号記録（または再生）する
   回転ヘッドと、磁気テープを巻回する外周面の回転方向
   に、凹状の環状溝を配設した回転ドラムと、前記回転ド
   ラムに配設された凹状の環状溝の断面積を減少させる如
   く配設された複数の環状溝断面積減少部材と、前記回転
   ドラムに巻回された磁気テープの走行高さ位置をヘリカ
   ル状に規制するテープリードを有する固定下ドラムとを
   具備し、前記凹状の環状溝に配設された複数の環状溝断
   面積減少部材の間に臨んで、先端が前記回転ドラムの外
   周面に対して内側に位置する如く前記回転ヘッドを配設
   したことを特徴とする磁気記録再生装置の回転ヘッド装
   置。